通過增加聯鎖電動風閥改善煤倉間除塵器效果的技術改造

【摘要】通過增加聯鎖電動風閥改善煤倉間除塵器效果的技術改造，在不新增除塵器、不新增大設備、不改變主要風管結構的情況下，僅僅通過新安裝10臺防爆電動風閥及控制箱，和對應電控軟硬件的改造，實現了其他新建機組“一對一”設置除塵器的除塵效果。同時，這種除塵器一對多分時復用的解決方式也提高了除塵器的利用率，全上煤流程中除塵器一直保持運行，減少了除塵器啟停次數，減少了故障率。最重要的，國內很多燃煤火電機組也同我公司一樣存在煤倉間空間不足的問題，這一技術改造的實現可以為解決同類問題提供借鑒。

【關鍵詞】電動風閥 除塵器 PLC 粉塵 煤倉

1 概述

廣州華潤熱電有限公司（以下簡稱“公司”）煤倉間除塵器由布袋除塵器升級改造為更大容量的旋流濕式除塵器后，設備運行除塵效果仍不理想。經各專業分析確定原因后，由熱控專業主導進行煤倉間電動風閥技術改造，在不新增除塵器、不新增大件設備、不改變主要風管結構的情況下，僅僅通過新安裝10臺防爆電動風閥及控制箱，和對應電控軟硬件的改造，實現了其他新建機組“一對一”設置除塵器的除塵效果。

2 技術改造前情況

在燃煤發電機組中，煤倉間除塵器是用來在煤倉進煤、粉塵上涌時進行煤倉內空氣凈化使用的設施，可以降低粉塵濃度、優化輸煤車間工作環境甚至防止煤粉塵爆燃的惡性事故。

公司瀕臨珠江入海口，由于地處華南沿海地區，空氣濕度較大。燃料煤種主要是印尼褐煤，燃煤含水量及粉塵濃度都較大。基建期間公司煤倉間安裝了2臺布袋除塵器，一臺用于#1機組#1-#5煤倉，另外一臺用于#2機組#6-#10煤倉。每個煤倉由甲乙兩路皮帶通過對應犁煤器進煤。10個煤倉內的含粉塵空氣分別通過10路單獨對應的風管進入2路風道母管（每臺機組各一路母管）后由布袋除塵器進行集中除塵處理。10路風管上各有一臺未接動力電源、未接控制信號電纜的焊接式電動風閥，電動風閥的電動執行機構多數已經失靈且修復價值不大。

由于粉塵濕度大、粘性高，致使布袋清灰效果不佳，布袋表面粘附厚厚的粉塵，風阻過大，風機經常受損，運行狀態較差。因布袋式除塵器除塵效果不能滿足環保要求，公司對煤倉間除塵器進行了改造，換成4臺（兩組）旋流濕式除塵器。每臺機組分別由一組（2臺）旋流濕式除塵器負責煤倉除塵。風管及電動風閥配置未改變。

在除塵器改造完成后，設備運行除塵效果仍不理想。

3 除塵效果差的原因分析

旋流濕式除塵器在我公司其他10個場合使用效果均較好，唯獨此處效果欠佳。針對這一反常現象，公司技術支持部輸煤、熱控、鍋爐等專業聯合對此情況進行了分析。各專業認為：這一現象發生的主要原因是每個煤倉除塵器吸風口安裝的電動風都在全開位置，由于所有煤倉的吸風口都是全開，導致除塵器工作時吸力不足。尤其是在圓形煤場褐煤清底作業時，旋流濕式除塵器處理的主要是從非進煤狀態煤倉吸入的，粉塵含量較小的空氣，使得旋流濕式除塵器沒有發揮應有的作用。

為了驗證這一分析是否正確，我們在#1機組進行了實驗，通過手動關閉各煤倉電動風閥的方式進行驗證。試驗結果表明，一組旋流濕式除塵器工作時，在僅有1個煤倉的電動風閥打開的情況下除塵效果很好，在有2個煤倉的電動風閥打開的情況下除塵效果也很好，但在打開3個及以上煤倉的電動風閥的情況下除塵效果會急轉直下。通過實驗證實所有煤倉的吸風口全部保持常開狀態是旋流濕式除塵器效果差的主因。

4 解決方案

經多方了解，目前各新建燃煤發電機組基本都采用1組除塵器對應1臺煤倉的配置方式，運行中，對應煤倉犁煤器落下時自動聯鎖啟動對應除塵器。但因公司煤倉間空間狹小，確實沒有相應空間進行這種“一對一”除塵器配置改造，無法借鑒這種解決方案。

由于公司每臺煤倉對應兩條皮帶，每臺煤倉進煤口對應分布在兩條皮帶上的兩臺犁煤器。單條皮帶上，同一時間最多有一臺犁煤器處于落下犁煤工作狀態。實際上，兩臺機組在上煤過程中，每臺機組至多有兩臺煤倉同時進煤，處于必須進行除塵的狀態。也就是說可以通過分時復用的方式來充分利用現有的旋流濕式除塵器，這給在不增加新除塵器的前提下解決問題提供了一定的有利條件。皮帶、犁煤器、煤倉對應情況見圖一。

結合公司生產現場實際，以及驗證試驗情況，我們提出了以下技改方案：

4.1 每個煤倉除塵器吸風口安裝一臺新的防爆電動風閥，目前無動力控制電源的舊電動風閥以后運行中保持全開，僅用作手動隔離使用。

4.2 每個電動風閥就地增加控制箱，該控制箱設計用于控制電動風閥的開和關，并能實現就地操作及遠程操作切換。

4.3 從煤倉間MCC敷設動力電纜至各電動風閥提供動力電源，根據MCC備用電源情況，選用AC220V電源供電。

4.4 從煤倉間PLC遠程站敷設控制電纜至各電動風閥，用以發出開閥、關閥指令，并接收閥門開到位、關到位反饋。

4.5 在輸煤程控PLC設置新的連鎖邏輯，當對應皮帶運行且該煤倉犁煤器落下，煤倉進煤時打開電動風閥，其它未進煤的煤倉電動風閥關閉。讓每組旋流濕式除塵器工作時始終只對應1個或者2個煤倉的電動風閥打開的情況，以使得旋流濕式除塵器達到最佳除塵效果。

4.6 在輸煤程控PLC操作員站對操作畫面進行相應顯示修改，對電動風閥的操作保留“自動聯鎖”和“操作員手動”兩種功能選擇。

5 改造實施

在兩臺機組各自的停機檢修期間，公司實施此項技改，以下是技改過程中解決的各項具體問題：

5.1 經調研及詢比價，新安裝的10臺電動風閥選用了歐托克品牌的OTK-10型防爆電動風閥，閥體材料為304不銹鋼，采用法蘭連接方式便利今后檢修，工作電壓為AC220V，其電動執行機構的三視圖和控制接線圖如圖二。

5.2 現有的PLC備用I/O備用點數量較為緊張，只能采取長信號進行電動風閥控制，控制信號為每臺僅一個取自煤倉間PLC遠程站的開關量輸出信號，一對電纜線芯，閉合為開指令，斷開為關指令。電動風閥開關到位反饋只引入就地控制箱，預留至PLC的干接點開關到位反饋信號，控制箱內的開關到位反饋信號暫不引入PLC，待PLC系統升級，I/O備用點增加后再引入輸煤程控PLC系統。

5.3 根據選用的電動風閥執行機構控制原理，以及電動風閥控制、反饋接線方式，設計了電動風閥控制箱。其原理圖如圖三，其外觀及箱內情況如圖四。

5.4 動力電纜與控制電纜分開敷設以減小系統干擾，架設符合要求的電纜橋架及線管，所有電纜均有準確的電纜標牌以便日后維護檢修。必須的電纜穿墻打孔工作在不影響其他設備，并兼顧美觀實用的的前提下進行。

5.5 制定了各電動風閥的控制策略，當該煤倉犁煤器落下進煤時（且煤倉間輸煤皮帶運行時）打開該煤倉對應電動風閥，其它未進煤的煤倉電動風閥關閉。讓除塵器達到最佳除塵效果。由于#1機組#1煤倉沒有對應犁煤器，其控制邏輯略有不同。單臺煤倉間電動風閥典型動作邏輯如圖五（電動風閥指令為長信號）。

5.6 對相應操作員畫面進行了修改，每個煤倉旁增加了電動風閥操作按鈕和狀態顯示。每個電動風閥均可在程控室投入聯鎖，或切除聯鎖改為程控室手動操作，也可以在就地控制柜切換為就地手動操作狀態，有高度的運行靈活性，PLC上位機畫面顯示變更如圖六，PLC操作窗口如圖七。

此項技術改造由技術支持部熱控專業主導實施，分為#1機組部分和#2機組部分，分別在#1機組和#2機組停機檢修期間施工，施工結束后經調試，均一次投運成功。

6 改造效果

該項技術改造，在不新增除塵器、不新增大件設備、不改變主要風管結構的情況下，僅僅通過新安裝10臺防爆電動風閥及控制箱，和對應電控軟硬件的改造，改善了原有除塵器的運行狀況，基本實現了其他新建機組“一對一”設置除塵器的除塵效果。同時，這種除塵器“一對多”分時復用除塵器的解決方式也提高了除塵器的利用率，全上煤流程中除塵器一直保持運行，減少了除塵器啟停次數，減少了故障率。最重要的，國內很多燃煤火電機組也同我公司一樣存在煤倉間空間不足的問題，這一技術改造的實現可以為解決同類問題提供借鑒。

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作者簡介：王繼沖（1984年3月11日出生），男，機電及節能工程工程師，武漢大學自動化系畢業，碩士學位，先后在華潤電力湖北有限公司和廣州華潤熱電有限公司從事熱控專業工作，現任廣州華潤熱電有限公司熱控專業主任工程師。